Bolinhas de Vidro
Objetivo
Ilustrar que na colisão frontal entre um objeto em movimento e outro
em repouso, o objeto em movimento transfere totalmente ou parte de
seu movimento ao objeto que estava parado.
Contexto
O Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento Linear diz
que "todo sistema isolado conserva a sua quantidade de movimento
linear", esta podendo ser inicialmente nula ou não.
Neste experimento, o sistema considerado são as "bolinhas de
vidro" (em alguns lugares chamadas de gude ou búrica) onde uma delas
ganha movimento ao ser abandonada de uma certa altura; ao colidir
com a outra esfera transfere esse movimento.
Idéia do Experimento
O experimento consiste em construir um sistema onde duas esferas se
choquem frontalmente. Estas esferas estão suspensas e se
movimentando em um plano vertical. O sistema de cordas em "V" as
mantém no centro e alinhadas para a colisão.
O motivo pelo qual estão suspensas é para restringir o movimento a
uma única direção e eliminar o atrito com qualquer superfície. Uma
bolinha permanece em repouso, enquanto a outra é colocada em
movimento, até que certo tempo depois elas colidem frontalmente.
Observa-se que a bolinha que tinha movimento cede todo ele para a
segunda bolinha, que estava em repouso. O movimento de vaivém faz
com que o movimento periodicamente passe da bolinha que possui
movimento para aquela que está parada.
Neste tipo de experimento podemos fazer observações suficientes da
Conservação da Quantidade de Movimento Linear (QML).
A QML é expressa matematicamente como o produto da massa pela
velocidade. Neste experimento, a QML inicial presente em um único
objeto se transfere totalmente, para outro. Se temos um objeto (1) em
movimento, temos uma QML=M1V1. Se ele se choca com outro objeto
idêntico (M2=M1) em repouso (QML=0) e o primeiro transfere
totalmente seu movimento para o segundo, temos que:
M1V1(antes)=M2V2(depois). Então, temos que V2(depois)=V1(antes).
Ou seja: Se dois objetos que possuem a mesma massa colidem
frontalmente, e se antes do choque somente um deles é que possuía
QML, esse o transfere totalmente para o objeto que estava parado.
Adquirindo assim o objeto (2) toda a QML que possuía o objeto (1).
Neste caso, como os objetos são iguais, temos que a velocidade do
objeto(1) se transfere para o objeto(2).
Tabela do Material
Item
Observações
Bolinhas de É aconselhável que se tenha um par de bolinhas idênticas; as bolinhas
Vidro
de vidro podem ser substituídas por bolinhas de aço;
linha 10
A linha que mais se adequa ao experimento é a chamada "linha dez".
A mesma que se usa para empinar pipas. Caso haja falta da mesma
pode-se usar qualquer outro tipo de linha.
Palitos de
sorvete
Na falta dos palitos de sorvete, podem ser usados lápis.
Alfuns
livros
Fita
Adesiva
A maior exigência deste experimento se deve ao fato de que esta cola
deve ser do tipo "super-bond".
Cola
Montagem
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Coloque a linha sobre a bolinha; coloque um pingo de cola e espere
secar. O pingo deve ser pequeno de forma a não ocupar muito da linha.
Repita para a outra.
Fure com um prego fino ou agulha, as extremidades de dois palitos de
sorvete, deixando mais ou menos um centímetro para apoio no livro.
Passe cada ponta da linha em um furo e prenda com fita adesiva do
outro lado, de forma a formar um "V". Para cada bolinha use um palito.
Faça duas pilhas de mesma altura com os livros. Alinhe as pilhas
paralelamente, deixando um espaço entre elas.
Apoie os palitos sobre as pilhas paralelas.
Regule a distância entre os palitos de forma que as bolinhas se toquem
levemente. Ajuste também as linhas de forma que elas fiquem
paralelas, ou seja os dois "v" formados devem ser do mesmo tamanho
de modo que as bolinhas se toquem exatamente no centro. Terminados
os ajustes, passe uma fita adesiva nos palitos, unindo-os para que os
ajustes não se desfaçam.
Prenda os palitos no livro, com fita adesiva.
Levante uma bolinha e solte.
Comentários
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O método é muito simplificado; aconselhamos que se repita varias
vezes o experimento até que se consiga um bom ajuste.
Como a cola utilizada é do tipo instantânea, além de todo cuidado no
seu manuseio, acontece de o barbante arrebentar depois de um certo
tempo de uso, devido ao alto grau de ressecamento provocado por este
tipo de cola.
Esquema Geral de Montagem: